18.06.2019

Селекция основные методы и достижения конспект урока. Конспект урока "методы селекции растений, животных и микроорганизмов". Метод испытания производителей по потомству

Урок по биологии 9 класс.

Тема : Методы селекции растений.

Цели:

Образовательная: сформировать у учащихся знания об основных методах селекции растений и животных; познакомить учащихся с выдающимися учеными-селекционерами.

Развивающаяся: продолжать развивать творческое мышление, интеллектуальные способности учащихся в процессе дифференцированного обучения (работа с карточками, рефератами, сообщениями учащихся). развивать умение у учащихся делать вывод самостоятельно.

Воспитательная: в целях патриотического воспитания на конкретных примерах - убеждать детей в уважительном отношении к соотечественникам, их заслугам перед человечеством, уважении к труду селекционера, хлебороба. Воспитывать бережливое отношение к хлебу .(слайд 2)

Оборудование: Карта географическая; 2 таблицы со снимками сортов пшеницы, ржи; компьютер с экраном (презентация); карточки; крупа Макфа; экземпляры -колоски пшеницы, ржи.

Методы: Иллюстративно - объяснительный; с элементами лекции, реферата -сообщения учащегося; использование элементов межпредметной связи географии и литературы; демонстративный.

План урока.

1. Актуализация знаний:

Фронтальный опрос:

Работа с карточками;

2. Изучение нового материала.

Вступительное слово учителя.

Сообщение об истории возделывания хлеба .(слайд3)

-Изучение методов селекции растений (объяснение учителя):( слайд 4)

а) Отбор.

б) Гибридизация. Гетерозис, Полиплоидия.

в) Демонстрация семян, рисунков, таблиц.

3. Закрепление изученного материала:

Учащиеся делают записи в тетради по ходу урока и в момент закрепления материала.

4. Вывод по уроку:

Что мы сегодня узнали? Итоговое слово учителя

Дом. Задание:

Ход урока.

1 .Актуализация знаний,

а)фронтальный опрос.

Что такое селекция и что она изучает?

Что такое порода, сорт (чистая линия)?

Чем отличаются одомашненные животные и культурные растения от диких

Какие центры происхождения культурных растений вам известны? Кто их открыл?

Какое значение для селекции имеет знание этих центров?

Выносятся хлебобулочные изделия:

Назовите из какой муки получают этот хлеб?

(ржаной, пшеничной)

Из каких сортов?

(яровой и озимой)

Какая бывает пшеница по отношению % состава белка?

(твёрдая и мягкая)

б ) работа с карточками : (смотри приложение 1).

2. Изучение нового материала. (презентация)

-а)Вступительное слово учителя.

Да, такое привычное слово «хлеб». День не проходит без хлеба. А ведь, не везде едят хлеб и даже сажают эти злаки (т.е. рожь и пшеницу). Так, в Китае предпочитают рис, в Мексике - маис (кукурузу). А в некоторых странах Африки чаще едят банан, чем хлеб.

Наш народ издавна обращался к хлебу со словами: «Хлеб Батюшка», «Хлеб Родины».

Тимирязев назвал - ломать хлеба - как величайшее изобретение человеческого ума.

б) Сообщение учащегося о возделывании хлеба (смотри приложение 2).

в) Изучение методов селекции растений (объяснение учителя):

Рассказ учителя. Основная задача сельского хозяйства - произвести

максимальное количество продуктов питания при минимальной затрате средств на единицу продукции.

В этом решение большую роль играет селекция - где создаются новые сорта растений с большим количеством белка, наиболее продуктивные в данных климатических условиях, которые удовлетворяют пищевым, эстетическим техническим потребностям человека.

Ведь каждому сорту растений (чистых линий) свойственна определенная норма реакций, которая передается по наследству. - Что такое норма реакции? (это пределы изменчивости). Но фенотип полно проявляется в определенных условиях. Так, что по-вашему делали землевладельцы в Древней Руси?

(они отбирали лучшее по качеству зерно, чтоб не осыпалось, чтоб крупнее было). Значит, они вели селекционную работу, осознанно ли? (нет, неосознанно).

Первым методом селекции можно назвать:

Искуственный отбор:

массовый

индивидуальный

Группа генетически неоднородных особей

Группа генетически однородных особей гомозиготных организмов(чистые линии)

(слайд 5,6)

Рассказ учителя как ведется массовый отбор. На примере сорта «Вятка» с демонстрацией семян в пробирке. Рассказ учителя об индивидуальном отборе.

2. Гибридизация, что это такое? (скрещивание)

Гибридизация (слайд 7,8)

Близкородственная (инбридинг)

Неродственная(отдаленная, аутбридинг)

Получение чистых линий

Межвидовая, внутривидовая, межродовая

Получение генетически неоднородных видов,особей.

Рассказ учителя о близкородственной гибридизации. Показ портрета П.П. Лукьяненко создателя сорта Ново-Украинко 083 (усатая - яровая), которая давала на 6 у. с га больше урожая, чем « Седоуска». Рассказ о близкородственном скрещивании, что оно ведется 7-9 лет, по истечении почти 10 лет таким образом может создать сорт. Ему присвоили за создание этого сорта звание лауреата Государственной премии.

Тот же П. П. Лукьяненко создал знаменитый сорт озимой пшеницы Безостая-1, в ее создании приняли участие 17 сортов пшеницы из разных географических районов и гибридов, высота h = 85-100 см, устойчивая к ржавчине, высокая пластичность, большая % белка... За создание этого сорта ему присвоили звание Героя Соц. Труда.

В результате межвидовых, межродовых скрещиваний в случае неродственной гибридизации ученые заметили, что гибриды (F 1) первого поколения -получаются жизнеспособнее, мощнее своих родительских форм. Это явление называют гетерозисом.

Показ - демонстрация семян F 1 (огурцов). Объясняется это тем, многие гены переходят в гетерозиготном состоянии и взаимодействием благоприятных доминантных генов.

Явлением гетерозиса пользовались знаменитые селекционеры Михаил Иванович Хаджинов (при создании сортов кукурузы), Василий Степанович Пустовойт (для создания сортов подсолнечника).

Сенсацией в селекции было получение гибридов при скрещивании 2-х разных отдаленных сортов растений, например пшеница (тритинкум) + рожь (секале) = тритикале Это полиплоидная культура Что такое полиплоидия?(т. е. число хромосом кратно умножено на основное число)т.к. например, у пшеницы п=7 У твердой пшеницы п= 28 (тетроплоид)

У мягкой 6 6*7 (генсаплоид) Тритикале имеет-42 - хромосомы, это полиплоидная культура. Создала этот сорт ученица Писарева Виктора Евграфовича - Мария Дмитриевна Жилкина.

Существует гибрид пшеницы с пыреем (сорт злакокормовой), за 3 укоса дает 300-450 у/га зеленой массы. Тоже полиплоидная культура. Создатель Николай Васильевич Цицин (академик АН СССР и ВаСХНИЛ). Создан этот сорт тоже методом отдаленной гибридизации. полиплоидия (слайд9-12)

3. Закрепление новой темы:

Какие методы селекции вы сегодня узнали?

Что такое гетерозис?

Чем отличается массовый отбор от индивидуального?

Как называется гибрид пшеницы и ржи?

Какими особенностями отличаются полиплоидные сорта культурных растений?

Демонстрация списка пшеницы и ржи (тритикале),Автор сорта Валентина Николаевна Мамонтова (герой соц.труда, лауреат Ленинской премии)

Яровая пшеница Мироновская 808- автор Василий Николаевич ремесло (озимая пшеница), академик АНСССР и ВаСХНИЛ - все они дважды герои Соц. Труда.

4. д/задание. §28 выучить, подготовить сообщение:

а) Роль Н.И.Вавилова в развитии селекции.

б) Центры происхождения культурных растений.

Приложение1

Карточка № 1.

Селекция-

Сорт-

Порода-

Штамм-

Карточка № 2

Запишите определения следующих терминов:

Гибридизация-

Гетерозис-

Полиплоидия-

Карточка №3

Расскажите(запишите), как селекция связана с различными областями производства. Какие задачи стоят перед селекцией в настоящее время?

Карточка №4

Как называют процесс возникновения наследственных изменений под воздействием мутагенов?

заполните схему:

особенности мутаций

Приложение 2

Сообщение учащегося о возделывании пшеницы.

Злаки мы сеем около двух тысячелетий. А южное хлебопашество у Черного и Азовского морей началось много раньше, чем на более северной территории Древней Руси.

Вкус хлеба человек познал впервые на берегах великой реки Нил, на склонах Памира и в нагорьях Ирана, где и находились первые очаги земледелия (это где-то 4-5 тысячелетие до нашей эры), а может, и раньше. В развалинах Фив (которые существовали 8 тысяч лет до нашей эры) нашли предметы хлебопечения.

В египетских гробницах были найдены рисунки изготовления хлеба, его формы и разные сорта со своими именами: Ак, Пез, Сеиз, Хенв, Пезену(Вероники), он имел особое клеймо и предназначался только для жен великих жрецов. А также земледелие было отмечено и в легендах и мифах Древней Греции. Однако, историки отметили, что сама Греция была бедна на «жирную землю», сюда морем возили зерно из греческих колоний/ из нынешних степей Днепра, Кубани, Дона/.

Отец истории Геродот около 2500 лет назад писал, что вся земля по Днепру и до реки Дон была занята земледельцами-скифами. Скифы ещё назывались оратаями (от слова «оратать», что значит пахать, обрабатывать землю оралом - так называлась древняя соха).

«Они,-говорил Геродот,-сеют хлеб не только для собственной снеди, но и на продажу». У этих народов были ячмень, полба (пшеница) и рожь.

В Римскую империю зерно привозили из Причерноморья, куда входил и Крым. В Древней Руси хлебные злаки сеяли повсюду (даже где они плохо родились).

Словаки переняли от скифов приемы земледелия, немало способствовали созданию путем постоянного отбора более урожайных форм ржи, ячменя, пшеницы и овса - самых старых хлебных злаков на русской равнине.

Так наши знаменитые «чирки» и «чарновки» - твердые яровые пшеницы, отобранные в Поволжье саратовскими селекционерами «седоуски» и «белотурки», наши серые хлеба - рожь и овес, созданные ещё на первой селекционной станции под Москвой, очень ценились в Западной Европе.

Но с истощением земель, с недостатком умелых рук, с потерей чистоты семян земледелие стало отставать в развитии.

Требовались новые сорта, лучше приспособленные для уборки комбайнами, неполегаемые злаки с большим процентом белка.

Открытый урок по биологии

в 11 классе по теме «Селекция животных. Достижения современной селекции»

в рамках проведения

единого методического дня

по теме «Пути повышения успеваемости обучающихся в образовательном процессе»

ТЕМА УРОКА: «СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ.

ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ.»

ЦЕЛИ УРОКА:

1.Продолжить формирование у учащихся понятие о селекции как науке, ее методах.

2.Изучить методы селекции животных.

3.Познакомиться с достижениями современной селекции.

ЗАДАЧИ :

Образовательные.

Сформировать у учащихся понятия: селекция, сорт, штамм, порода, генофонд, чистые линии, гибридизация, индивидуальный и массовый отбор, естественный отбор, искусственный отбор, гетерозис, полиплоидия, клеточная и генная инженерия, клонирование.

Развивающие.

Развивать абстрактное, логическое мышление, интерес к предмету, стремление к самообразованию; умение адекватно оценивать окружающие явления, умения обосновать своё утверждение; содействовать развитию психологической и содержательной рефлексии, развитию эмоциональной сферы обучающихся, монологической речи, коммуникативной культуры; способствовать сплачиванию детского коллектива

Воспитательные.

Воспитывать толерантность, уважение к учителю, оппонентам, дисциплинированность. Содействовать воспитанию положительного отношения к знаниям, формированию взглядов, убеждений, развивать у обучающихся уверенность в своих силах..

ТИП УРОКА : комбинированный урок.

МЕТОДЫ РАБОТЫ:

1. Словесные: объяснение, разъяснение, рассказ, беседа

2. Наглядный (иллюстративный)

3. Репродуктивный (воспроизводящий)

4. Проблемно - поисковый (работа с книгой, с тетрадью)

5. Метод стимулирования и мотивации учебной деятельности: поощрения

6. Мультимедийный

ОБОРУДОВАНИЕ : мультимедийная презентация по теме «Селекция», учебник, рабочая тетрадь, карточки-задания, тесты.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

(слайд 1)

Вступительное слово учителя

Доброе утро, дорогие ребята и уважаемые гости! Добро пожаловать в этот замечательный кабинет на наш сегодняшний урок. Возможно, у кого-то из вас возник вопрос – почему урок биологии в кабинете информатики? А потому, что этот урок мы проведем с использование интерактивной доски. Но обо всем по порядку. Я надеюсь на ваше понимание, работоспособность, и уверена, что вы сможете показать все свои знания, умения и навыки в полной мере. И наш урок мне хотелось бы начать словами Цицерона:

ИЗУЧЕНИЕ И НАБЛЮДЕНИЕ ПРИРОДЫ ПОРОДИЛО НАУКУ

(ЦИЦЕРОН)(слайд 2)

2. Активизация знаний учащихся. (слайд 3)

Итак, мы с вами на сегодняшнем урокепродолжаем изучать тему «Селекция» и давайте вспомним, что такое селекция?

-- Селекция - наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с необходимыми человеку свойствами.

-- В ответе прозвучали слова «сорт, порода, штамм». Дайте определение этим терминам.

-- Сортом, породой и штаммом называют популяцию организмов (растений, животных и микроорганизмов), искусственно созданную человеком, которая характеризуется определенным генофондом, наследственно закрепленным морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности.

-- Как любая наука селекция ставит перед собой определенные задачи. Назовите их, пожалуйста.

-- В задачи селекции входит:

Повышение продуктивности сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;

Изучение разнообразия растений, животных и микроорганизмов, являющихся объектами селекционной работы;

Анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе;

Исследование роли среды в развитии признаков и свойств организмов;

Разработка систем искусственного отбора, способствующих усилению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения;

Создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород; - получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизированного промышленного выращивания, разведения и уборки.

(слайд 4)

-- Возникнув много лет назад селекция должна была на чем-то основываться, что-то должно было быть теоретической основой селекции?

Теоретической базой селекции является генетика. Она также использует достижения теории эволюции, молекулярной биологии, биохимии и других биологических наук. Селекция, опираясь на комплекс наук, использует научные открытия для преобразования наследственности растений, животных и микроорганизмов.

-- И, естественно, у селекции существуют свои методы. Какие это методы и как их можно классифицировать?

К методам селекции традиционно относят отбор, гибридизацию, мутагенез. Во второй половине XX в. стали применять принципиально новые методы экспериментальной биологии - клеточную и генную инженерию. Это направление легло в основу новой области биологии - биотехнологии.

(слайд 5) -- Использование интерактивной доски для дополнения схемы «Основные методы селекционной работы»

-- Почему методы клеточной и генной инженерии считаются перспективными в селекции и биотехнологии?

-- Клеточная инженерия основана на культивировании отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах. Такие клеточные культуры используются для синтеза ценных веществ, производства незаряженного посадочного материала, получения клеточных гибридов. Метод гибридизации клеток приобретает все большее значение в селекции. Оказалось, что если взять клетки разных органов и тканей или клетки разных организмов, объединить их с помощью специальных приемов, разработанных учеными, в одну, то образуется новая, гибридная клетка. Свойства этой гибридной клетки существенно отличаются от свойств родительских клеток. Таким путем можно получать клетки, выделяющие необходимые человеку лекарства.

Генная инженерия - это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далеких по своему происхождению. Это, как считают ученые, перспективное направление, которое в недалеком будущем позволит человеку целенаправленно улучшать наследственные качества организмов, получать в неограниченном количестве ценные биологически активные вещества. В то же время многие ученые высказывают опасения, что неконтролируемые работы в области генной инженерии могут привести к созданию организмов, опасных для человека.

Говоря о методах селекции, одним из них был назван отбор. Скажите, пожалуйста, чем методический отбор отличается от бессознательного?

В чем отличие массового отбора от индивидуального?

В основе селекции как науки лежит разработанная Ч. Дарвином концепция искусственного отбора. На ранних этапах социальной эволюции человека искусственный отбор проводился бессознательно. Люди сохраняли потомство от лучших представителей и употребляли в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенную породу или сорт.

При методическом отборе человек сознательно систематически отбирает представителей с определенными качествами и стремится к выведению нового сорта или породы.

При массовом отборе выделяют группу особей с желаемыми признаками. Потомство при таком отборе генетически неоднородно и поэтому дает расщепление признаков при размножении. В связи с этим отбор проводят в ряде поколений.

При индивидуальном отборе выделяют единичные особи с ценными качествами и отдельно выращивают их потомство. При последующем самоопылении у растений или близкородственных скрещиваниях у животных выводят чистые линии. Чистая линия - группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, представляющих ценный исходный материал для селекции.

А сейчас я предлагаю вам вспомнить, что вы знаете о селекции растений

(слайд 6)

И начнем мы с вами с особенности селекции растений. Назовите их.

-- В селекции растений необходимо учитывать следующие особенности биологии растений:

– высокая плодовитость и многочисленность потомства;

– наличие самоопыляемых видов;

– способность размножаться вегетативными органами;

– возможность искусственного получения мутантных форм.

(Слайд 7)

А сейчас я предлагаю посмотреть на слайд и ответить на вопросы: «Какое явление здесь изображено? В каком случае оно проявляется? К какому методу относится и с какой целью используется?»

(Слайд 8)

На данном слайде мы видим угасание гетерозиса. Одним из путей увеличения разнообразия материала для селекции является гибридизация. Она бывает двух видов: близкородственная, позволяющая перевести рецессивныегены в гомозиготное состояние; неродственная, помогающая объединить в одном организме гены, ответственные за ценные признаки разных особей.

При гибридизации особей разных линий - аутбридинге (англ. out - вне и breeding - разведение) - удается получить гетерозиготные гибриды, превосходящие по своим качествам родительские формы. В этом случае проявляется эффект гетерозиса (греч. heteroiosis - изменение, превращение) - гибридной силы, основной причиной которого является отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Эффект гетерозиса широко применяют для получения высокоурожайных гибридов кукурузы, огурцов, сахарной свеклы и других культурных растений. Уже со второго поколения эффект гетерозиса угасает, начинают проебладать мелкие растения, несущие признаки исходных форм.

При близкородственной гибридизации - инбридинге (англ. inbreeding , от in - в, внутри и breeding - разведение) - повышается степень гомозиготности организмов. Многократный инбридинг может привести к резкому ослаблению или вырождению потомков.

Неродственная гибридизация может быть внутривидовой - скрещивание особей разных сортов или пород одного вида и отдаленной - скрещивание особей разных видов и родов.

Основой успеха селекционной работы в значительной степени является генетическое разнообразие исходного материала. В своей работе селекционеры стараются использовать все многообразие диких и культурных растений. На необходимость использовать в селекции растений все видовое многообразие флоры нашей планеты указывал еще великий русский ученый, академик, выдающийся генетик и селекционер. Назовите его и расскажите о нем.

(слайд 9)

-- Это выдающийся генетик и селекционер Николай Иванович Вавилов. Под его руководством были организованы научные экспедиции в разные регионы Земли для сбора образцов культурных растений, их диких предков и сородичей. В ходе экспедиций было собрано более 160 тыс. образцов разных видов и сортов растений. В настоящее время эта уникальная и самая крупная в мире коллекция хранится во Всесоюзном институте растениеводства (ВИР, г. Ленинград, ныне СанктПетербург), в настоящее время носящем имя Н.И. Вавилова и используется селекционерами в их практической работе. Так, известный сорт озимой пшеницы Безостая-1 был получен в результате гибридизации аргентинских пшениц из коллекции Н. И. Вавилова с отечественными сортами.

Эта коллекция в виде семенных образцов постоянно пополняется, воспроизводится на полях опытных станций института. Она является тем кладезем исходного материала, которым пользуются все генетики и селекционеры страны, работающие с растениями.

Мировая коллекция растений – ныне крупнейшее национальное достояние, сохраненное сотрудниками ВИРа во время блокады Ленинграда в годы Великой Отечественной войны. Она требует к себе бережного отношения и постоянного пополнения. В коллекции ВИРа насчитывается более 180 тыс. образцов, представляющих 1740 видов растений со всех континентов нашей планеты. В их числе более 39 тыс. образцов зерновых, более 19 тыс. – зернобобовых, почти 30 тыс. – кукурузы и крупяных культур, около 4 тыс. – клубнеплодов, почти 17 тыс. – овощных и бахчевых культур, более 11 тыс. – плодовых и ягодных культур, около 2 тыс. образцов винограда, свыше 9 тыс. образцов субтропических и декоративных растений.

Анализ образцов культурных растений и их диких предков, собранных в предпринятых экспедициях, позволил в свое время Вавилову установить закономерности географического распределения разновидностей и форм культурных растений, а также открыть центры древнего земледелия, где были окультурены дикие виды растений.

Н. И. Вавилов выделил 8 центров происхождения культурных растений. Назовите их:

(слайд 10)(Приложение 1)

-- Центры происхождения культурных растений учащиеся называют по очереди.

Япония, Корея, Тайвань

4. Переднеазиатский – мягкая пшеница, ячмень, овес.

-- Тестирование на соотношение

(слайд 11) (Приложение 2)

Какое значение для селекции имеет открытие закона гомологических рядов наследственной изменчивости? Ответь на вопрос, дав перед этим формулировку закона гомологических рядов наследственной изменчивости.

-- В результате многолетнего изучения многообразия растений Н. И. Вавилов сделал фундаментальные обобщения, имеющие важное значение как для практической селекции, так и для теории эволюции. Эти обобщения Н. И. Вавилов сформулировал в виде закона гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство».

На примере злаков Н. И. Вавилов показал, что сходные признаки наблюдаются у разных видов данного семейства. Так, у пшеницы, ячменя, овса и кукурузы бывает белая, красная и черная окраска зерновок, существуют голые и пленчатые зерновки, встречаются колосья с длинными и короткими остями, безостые и с вздутиями вместо остей. В ходе последующих наблюдений было выяснено, что данный закон применим не только для растений, но распространяется на животных и микроорганизмы. Так, альбинизм встречается у всех классов позвоночных животных, короткопалость наблюдается у всех пород крупного рогатого скота, овец и собак.

Какой вклад в разработку теории и практики селекции растений внес ученый-селекционер Иван Владимирович Мичурин (1855- 1935).

Он вывел около 300 новых сортов плодовых растений. В своих работах он широко применял скрещивание географически отдаленных форм. Так, скрещивая французский сорт груши Вере рояль с дикой уссурийской и выращивая сеянцы в условиях средней полосы России, он создал сорт Вере зимняя, сочетающий высокие вкусовые качества плодов с зимостойкостью (рис. 95). Методы, разработанные И. В. Мичуриным, успешно используются селекционерами и в настоящее время.

(Слайды 12, 13)

В селекции растений широкое распространение получил метод полиплоидии. Поясните, что это за метод и почему селекционеры стремятся получить растения-полиплоиды?

-- Полиплоидию (кратное увеличение числа хромосом) издавна использовали при создании сортов пшеницы, овса, картофеля, хлопчатника, плодовых, декоративных и других культур. Полиплоидные растения появлялись в популяциях случайно в результате естественных мутаций. В настоящее время применяют методы искусственного получения полиплоидов, воздействуя на растения разными мутагенами (в основном колхицином), разрушающими веретено деления клетки. Таким образом, из диплоидных (2п) можно получить тетраплоидные (4п) формы. Большинство их неперспективны, но отдельные формы служат ценным материалом для гибридизации и отбора. Полиплоидные растения могут отличаться более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Использование метода полиплоидии позволило селекционерам получить ценные сорта сахарной свеклы, ржи, гречихи, фасоли и других культур.

-- Отдаленная гибридизация позволяет в одном организме совместить признаки, характерные для растений разных видов и даже родов. Легко ли получать такие формы и какова их особенность?

Получать такие формы из-за нескрещиваемости родителей и бесплодия гибридов очень сложно. Стерильность гибридов связана с содержанием в геноме различных хромосом, которые в мейозе не конъюгируют. Для восстановления плодовитости у отдаленных гибридов известный генетик Георгий Дмитриевич Карпеченко еще в 1924 г. предложил использовать метод полиплоидии, работая с гибридами редьки и капусты.

Сочетание отдаленной гибридизации с последующим получением полиплоидных форм позволило преодолеть бесплодие отдаленных гибридов.

Пауза для релаксации. (Приложение 3)

1. Закройте глаза и кончиками пальцем совершайте вращательные движения вокруг глаз. От висков к носу снизу и от носа к вискам сверху над бровями. Повторите процедуру около 10 раз. Во время упражнения дышите равномерно ровно. Особое внимание стоит уделить позе, в которой вы совершаете массажные упражнения. Если вы зажаты, или вам неудобно сидеть, стоять, то и глаза вы не сможете расслабить до должной степени. Поэтому прежде, чем приступать к массажным упражнениям, примите удобное положение, например, сядьте в мягкое кресло, а еще лучше прилягте – горизонтальное положение способствует приливу крови, а, следовательно, и кислорода к голове и глазам.

2. Особое место среди релаксационных упражнений для глаз занимает релаксация с помощью темноты. Закройте и расслабьте глаза, накройте сверху глаза ладошками. Такой полезный способ предложил известный американский окулист доктор Бэйтс, автор специальной программы для профилактики глазных заболеваний.

Вы никогда не задавались вопросом, почему человек спит с закрытыми глазами? Ответ прост – потому что в темноте, которая образуется при опущенных веках, глаза наиболее полно расслабляются.

3. Изучение нового материала

Вспомнив основную терминологию по нашей теме и освятив основные вопросы селекции в целом и селекции растений, мы переходим к изучению селекции животных.

(Слайды 14 – 16)

ТАМ, ГДЕ ПРЕЖДЕ БЫЛИ ГРАНИЦЫ НАУКИ, ТАМ ТЕПЕРЬ ЕЕ ЦЕНТР.

(ГЕОРГ ЛИХТЕНБЕРГ)(слайд 15)

И рассмотрим следующие вопросы:

1.Одомашнивание животных

(Слайд 17)

1.Одомашнивание животных

Целенаправленной селекционной работе предшествовал период одомашнивания животных и окультуривания растений.

В стаде, стае, в поле, на грядке и т.д. человек замечал отдельное животное или растение с каким-то представляющим для него интерес, хотя бы и мелким, наследственным отличием, отбирал эти особи на племя и скрещивал их. Все другие особи не допускались до размножения. Из поколения в поколение оставлялись в качестве производителей особи, у которых данный наследственный признак был выражен наиболее заметно. Таким образом, признак усиливался и накапливался в этой искусственной популяции.

Как свидетельствуют современные данные, центры происхождения животных и районы их одомашнивания, или доместикации (от лат. domesticus – домашний), – это территории древних цивилизаций. В Индонезийско-Индокитайском центре впервые, по-видимому, были одомашнены животные, не образующие крупные стада: собака, свинья, куры, гуси, утки. Причем собака, большинство пород которой происходит от волка, – одно из наиболее древних домашних животных.

Приведите известные вам примеры диких предков современных домашних животных.

В Передней Азии, как полагают, были одомашнены овцы, их предки – дикие бараны муфлоны. В Малой Азии одомашнены козы.

Одомашнивание тура, ныне исчезнувшего вида, произошло, вероятно, в нескольких областях Евразии. В результате возникли многочисленные породы крупного рогатого скота.

Предки домашней лошади – тарпаны, окончательно истребленные в конце XIX–начале XX вв., были одомашнены в степях Причерноморья.

В американских центрах происхождения растений были одомашнены такие животные, как лама, альпака, индейка.

Многочисленные зоологические исследования подтвердили, что для каждого вида домашних животных, несмотря на обилие пород, существует, как правило, один дикий предок.

Таким образом, для большинства видов домашних животных и культурных растений, несмотря на их огромное разнообразие, обычно удается указать исходного дикого предка.

Одомашнивание животных (сообщение учащегося)

Первые попытки одомашнивания были предприняты людьми еще 10–12 тыс. лет назад, а возможно, и ранее, когда древними охотниками были уничтожены крупные млекопитающие (основные объекты промысла), и охота перестала обеспечивать людей продуктами питания в достаточной степени. Его центры в основном совпадают с центрами многообразия и происхождения культурных растений. Одомашнивание способствовало резкому повышению уровня изменчивости у животных, так как ослабило действие стабилизирующего отбора. Человек сначала бессознательно, а затем целенаправленно стал отбирать животных с определенными качествами, важными для человека в конкретных природных и экономических условиях. Анализ и обобщение опыта многих поколений по выведению новых пород животных позволил разработать методы и правила селекции животных, сформировав ее как науку.

Домашний кролик, был одомашнен лишь в Средневековье, сахарная свекла в XIX в., мята – в XX в. Как наука селекция окончательно оформилась благодаря трудам Ч.Дарвина. Он проанализировал огромный материал по одомашниванию животных и введению в культуру растений и на этой основе создал учение об искусственном отборе.

2.Вклад Ч.Дарвина в развитие селекционной науки

Раскрытие Ч.Дарвином причин многообразия сортов и пород (слайд 18) Людьми давно владела мечта об управлении наследственностью. Они стремились найти средства, изменяющие наследственность. Чаще всего люди изменяли наследственность, даже не подозревая об этом. Чарльз Дарвин показал, что началось это с бессознательного отбора, когда хозяева сохраняли в первую очередь самые ценные экземпляры домашних животных и введенных в культуру растений. О направленном изменении пород и сортов люди не думали, тем не менее, животные и растения изменялись из поколения в поколение. Таким образом, главная причина многообразия пород и сортов – искусственный отбор.

Напомните, пожалуйста, какой отбор называется искусственным.

Отбор, производимый человеком на основе наследственной изменчивости с целью создания пород и сортов, называется искусственным.

Сообщение учащегося (Приложение 4)

Посещая сельскохозяйственные выставки, Ч.Дарвин обратил внимание на большое разнообразие пород и сортов и задался целью выяснить причины этого многообразия. К 40-м гг. XIX в. было известно большое число пород крупного рогатого скота (молочных, мясных, мясомолочных), лошадей (тяжеловозов, скаковых), свиней, собак, а также кур. Число сортов пшеницы превышало 300, винограда – 1 тыс. Породы и сорта, принадлежащие к одним и тем же видам, часто настолько сильно отличались друг от друга, что их можно было принять за разные виды.

(слайд 19)

(слайд 20)

В настоящее время селекция является важнейшим родом практической деятельности человека, итогом которой стали все имеющиеся сегодня сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы полезных микроорганизмов.

3.Особенности селекции животных

(слайд 21)

Беседа, в ходе которой определяются особенности животных.

При селекции животных необходимо учитывать следующие их особенности:

– малочисленность потомства у пары родителей;

– большая продолжительность жизни;

– невозможность вегетативного размножения высокоорганизованных животных и наличие у них только полового способа размножения;

– раздельнополость;

– часто поздняя половая зрелость;

– более сложные, чем у растений, взаимоотношения с внешней средой благодаря наличию нервной системы;

– трудность изучения генотипа, т.к. он содержит большое количество гетерозигот, а гены находятся в сложном взаимодействии (продуктивность по мясу, молоку, шерсти, плодовитость, густота меха у пушных зверей и другие хозяйственно- ценные признаки наследуются очень сложно).

4.Основные методы селекции животных

Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении селекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных. Животные размножаются только половым путем, а количество особей в потомстве невелико. В связи с этим при подборе селекционеру важно определить наследственные признаки, которые непосредственно у производителей могут не проявляться, например наследственные признаки самцов по жирномолочности или яйценоскости. Поэтому значительную роль приобретает оценка животных по их родословной и по качеству их потомства. Часто большое значение имеет учет экстерьера, т. е. совокупности внешних признаков животного.

Гибридизация и индивидуальный отбор являются основными методами также и в селекции животных.

Как вы думаете, какой отбор применяется в селекции животных и почему?

Массовый отбор практически не применяется из-за небольшого количества особей в потомстве, следовательно, применяется индивидуальный.

В селекции животных применяют два вида гибридизации: родственную (инбридинг) и неродственную (аутбридинг).

Родственное скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, снижению плодовитости и т. д. Тем не менее инбридинг применяют в селекции животных с целью закрепления в породе характерных хозяйственно ценных признаков. Как правило, близкородственное скрещивание ведется в нескольких линиях внутри породы. Для устранения неблагоприятных последствий инбридинга используют неродственное скрещивание разных линий или даже разных пород. Это скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет усиливать и поддерживать ценные качества породы. Сочетание близкородственного скрещивания с неродственным широко применяется селекционерами для выведения новых пород животных. Так, известный селекционер М. Ф. Иванов, используя эту методику, создал высокопродуктивную породу свиней Белая степная украинская, породу овец Асканийская рамбулье и др.

Как вы думаете, какие основные направления селекции можно выделить?

-- К основным направлениям селекции животных относят:

Сочетание высокой продуктивности с приспособленностью пород к условиям среды конкретных природных зон;

Повышение роли качественных показателей продуктивности животных (жирномолочность, соотношение мяса, жира и костей у мясных животных, качество меха и шерсти и т. д.);

Выведение пород интенсивного типа, снижающих экономические затраты;

Повышение устойчивости к заболеваниям и др.

Самостоятельное изучение учащимися сведений в учебнике (с. 254) о работах отечественных селекционеров М.Ф. Иванова и Б.Л. Астаурова по созданию продуктивных

пород и гибридов, об отдаленной гибридизации животных, ее результатах и об искусственном осеменении, позволяющем в несколько раз увеличить скорость получения потомства от ценных продуктивных животных

Какой метод используется для получения бройлерных цыплят? На каком явлении он основан? О каких методах вы еще узнаете?

Важным направлением в селекции животных является использование явления гетерозиса. Особенно широко это направление применяется в птицеводстве, например для получения бройлерных цыплят. Метод полиплоидии в селекции животных практически не применяется. Исключение составляет выведение генетиком Б. Л. Астауровым полиплоидных гибридов тутового шелкопряда, размножавшихся партеногенезом.

Вы уже знаете, что межвидовые гибриды лошади с ослом (мул), одногорбого и двугорбого верблюдов (нар), яка с крупным рогатым скотом и других с древних времен используются человеком. Эти гибриды обладают повышенной выносливостью по сравнению с родителями.

В некоторых случаях отдаленная гибридизация домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использована в селекции. Так, в результате скрещивания тонкорунных овец мериносов с диким бараном архаром были получены тонкорунные архаромериносы, которые могут круглогодично пастись на высокогорных пастбищах. В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым зебу получены ценные группы молочного скота.

(слайд 22)

Какие еще методы селекции используются в настоящее время и каких результатов они позволяют достичь?

В селекции животных, кроме описанных выше методов, применяют искусственное осеменение (введение полученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью ее оплодотворения) и полиэмбрионию (искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы ценных пород с последующим их введением в матку беспородных животных). Эти методы позволяют в несколько раз увеличить скорость получения потомства от ценных производителей.

5. Современные направления селекции животных

Методы клеточной инженерии (клонирование)

(слайд 23)

Беседа о методах клеточной инженерии, открывших новые возможности в селекции животных; обсуждение результатов и перспектив генетического клонирования животных. Комментирование учащимися схемы генетического клонирования овцы на рисунке 101 (с. 255).

-- Одним из ярких примеров достижений ученых, с проблемностью которых человечеству ещё не раз придется столкнуться является клонирование.

Клонирование

Успехи клеточной инженерии могут открыть новые возможности в селекции животных. В 1997 г. научная общественность была взбудоражена сообщением, что в Англии были проведены успешные эксперименты по генетическому клонированию овцы. Для этого использовали ядра соматических клеток, полученных из ткани молочной железы взрослой овцы. Из яйцеклетки удалялось ядро и замещалось ядром соматической клетки. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента. Через 148 дней приемная мама родила живую овечку, ее назвали Долли (рис. 101).

Открытие английских ученых показало, что соматические клетки взрослого организма млекопитающих способны передавать полную информацию о всех признаках, характерных для взрослой особи. Следовательно, как считали ученые, открываются возможности воспроизведения многочисленных генетических копий выдающихся по продуктивности животных-рекордистов. Но в ходе дальнейших наблюдений за овечкой Долли было установлено, что она стала очень быстро стареть. К тому времени, когда Долли достигла размеров взрослой овцы, ее физиологическое состояние было такое же, как у старой особи. Это поставило под сомнение целесообразность клонирования животных.

Вам дано было задание к этому уроку подготовить материал о первых попытках клонирования. Пожалуйста, слово учащемуся………..

Полный текст работы в приложении 2

Первое клонированное животное – мышь – появилось в 1981 году. Но у нее был очень слабый иммунитет, аномальные гены, и она быстро умерла. Самый знаменитый клон – овца Долли – «родилась» в 1996 году. Но в 2003 году звездная овечка умерла от заболеваний легких, которое обычно бывает у пожилых овец. Однако нет доказательств, что это свидетельство преждевременного старения. Ведь у овец, содержащихся в закрытом помещении, риск этого заболевания сильно возрастает. После смерти из Долли сделали чучело и выставили в Эдинбургском королевском музее. Клон в таком виде точно будет жить вечно.

Примеры клонирования (слайд 24) (Приложение 5)

Когда

Клон

кошка Ники

жеребенок

14 поросят

Южная Корея

афганская борзая Снаппи

Южная Корея

волчицы исчезающего вида

Проблемы клонирования

Обсуждение проблемы возможности клонирования животных с биологической, хозяйственной и этической точек зрения.

Начало беседы, которая будет продолжена на следующих уроках.

4. Закрепление изученного материала

Итоговая беседа в форме дискуссии о многообразии и особенностях методов селекции животных, обсуждение сложности и последствий генетического клонирования животных.

Отработка терминов: Полиэмбриония. Генетическое клонирование

Народная мудрость гласит: «Хороший уход и захудалого коня сделает скакуном». В каком случае это справедливо, а в каком нет? (Слайд 25)

Если речь идет о лошадях одной породы, причем именно скаковых, то хороший уход позволит вырастить скаковую лошадь. Но из лошади тяжеловоза, беспородной, сколько ни корми, скакуна не вырастишь.

Вопросы для закрепления: (слайд 26)

1. С чем связаны особенности селекции животных?

2. Почему массовый отбор в селекции животных практически не применяется?

3. Какой метод используется для получения бройлерных цыплят? На каком явлении он основан?

4. Почему рождение овечки Долли можно рассматривать как важное событие с биологической точки зрения, но не как перспективное направление в селекции животных?

Тестовая проверка знаний (слайд 27) (Приложение 6)

A. цитологией Б.селекцией

A. видом Б. штаммом

B. популяцией Г. сортом

A. биотехнология Б. цитология

B. генетика Г. эмбриология

A. инбридингу Б.отбору

B. мутагенезу Г. гетерозису

5. Домашнее задание (слайд 28)

1. § 66, термины, вопросы и задания стр.256

2. Составить опорный конспект ответа по параграфу.

3. Написать шпаргалку к уроку

4. подготовить текст с пропусками.

5. Индивидуальное сообщения «Генетически-модифицированные продукты»

6. Сформулировать мысль, заголовок или текст к изображению (слайд 29)

6. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Сегодня мы с вами очень плодотворно поработали на уроке. Но на этом наш разговор о селекции не окончен, его мы продолжим на следующих уроках. А сейчас мне хотелось бы от вас услышать, что вам понравилось на сегодняшнем уроке, что нового вы узнали.

(слайд 30)

Мне с вами было очень приятно работать, спасибо всем за сотрудничество. Урок окончен. До свидания.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

Центры происхождения культурных растений

1. Южноазиатский тропический (Индийский, или Индонезийско-Индокитайский).

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии

Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, черный перец, банан, сахарная пальма, саговая пальма, хлебное дерево, чай, лимон, апельсин, манго, джут и др. (50% культурных растений)

2. Восточноазиатский (Китайский, или Китайско-Японский). Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань

Соя, просо, гречиха, слива, вишня, редька, шелковица, гаолян, конопля, хурма, китайские яблоки, опийный мак, ревень, корица, олива и др. (20% культурных растений)

3. Юго-Западноазиатский (Переднеазиатский и Среднеазиатский). Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия

Мягкая пшеница, рожь, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, горох, бобы, дыня, ячмень, овес, черешня, шпинат, базилик, грецкий орех и др. (14% культурных растений)

4. Переднеазиатский – мягкая пшеница, ячмень, овес.

5. Средиземноморский. Страны по берегам Средиземного моря

Капуста, сахарная свекла, маслина (олива), клевер, одноцветковая чечевица, люпин, лук, горчица, брюква, спаржа, сельдерей, укроп, щавель, тмин и др. (11% культурных растений)

6. Абиссинский (Эфиопский). Эфиопское нагорье Африки

Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, зерновое сорго, бананы, нут, арбуз, клещевина и др.

7. Центральноамериканский (Южномексиканский, или Среднеамериканский). Южная Мексика

Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак, фасоль, красный перец, подсолнечник, батат и др.

8. Южноамериканский (Андийский). Южная Америка вдоль западного побережья

Картофель, ананас, хинное дерево, маниок, томаты, арахис, кокаиновый куст, садовая земляника и др.

Начатая Н.И. Вавиловым работа была продолжена другими ботаниками. В 1970 г. П.М. Жуковский установил еще 4 центра: Австралийский, Африканский, Европейско-Сибирский и Североамериканский. Таким образом, в настоящее время насчитывается 11 первичных центров культурных растений.

Приложение 2

Тестирование на соотношение

Учащиеся получают список с названиями культурных растений, которые они должны распределить по центрам происхождения в соответствии с заданным вариантом.

1-й вариант

Южноазиатский тропический;

Абиссинский;

Южноамериканский.

2-й вариант

Восточноазиатский;

Средиземноморский;

Центральноамериканский.

3-й вариант

Юго-Западноазиатский;

Южноамериканский;

Абиссинский.

Названия растений:

1) подсолнечник; 2) капуста; 3) ананас; 4) рожь; 5) просо; 6) чай; 7) твердая пшеница; 8) арахис; 9) арбуз; 10) лимон; 11) сорго; 12) гаолян; 13) какао; 14) дыня; 15) апельсин; 16) баклажан; 17) конопля; 18) батат; 19) клещевина; 20) фасоль; 21) ячмень; 22) манго; 23) овес; 24) хурма;25) черешня; 26) кофе; 27) томат; 28) виноград; 29) соя; 30) маслина; 31) картофель; 32) лук; 33) горох; 34) рис; 35) огурец; 36) редька; 37) хлопчатник; 38) кукуруза; 39) китайские яблоки; 40) сахарный тростник; 41) банан; 42) табак; 43) сахарная свекла; 44) тыква; 45) лен; 46) морковь; 47) джут; 48) мягкая пшеница.

Ответы:

1-й вариант

Южноазиатский тропический: 6; 10; 15; 16; 22; 34; 35; 40; 41; 47.

Средиземноморский: 2; 30; 32; 43.

Южноамериканский: 3; 8; 27; 31.

2-й вариант

Восточноазиатский: 5; 12; 17; 24; 29; 36; 39.

Абиссинский: 7; 9; 11; 19; 26.

Центральноамериканский: 1; 13; 18; 20; 37; 38; 42.

3-й вариант

Юго-Западноазиатский: 4; 14; 21; 23; 25; 28; 33; 45; 46; 48.

Южноамериканский: 3; 8; 27; 31.

Абиссинский: 7; 9; 11; 19; 26.

Приложение 3

РЕЛАКСАЦИЯ

Вы никогда не задавались вопросом, почему человек спит с закрытыми глазами? Ответ прост – потому что в темноте, которая образуется при

опущенных веках, глаза наиболее полно расслабляются .

Приложение 4

Сообщение учащегося - Вклад Ч.Дарвина в развитие селекционной науки.

Посещая сельскохозяйственные выставки, Ч.Дарвин обратил внимание на большое разнообразие пород и сортов и задался целью выяснить причины этого многообразия. К 40-м гг. XIX в. было известно большое число пород крупного рогатого скота (молочных, мясных, мясо-молочных), лошадей (тяжеловозов, скаковых), свиней, собак, а также кур. Число сортов пшеницы превышало 300, винограда – 1 тыс. Породы и сорта, принадлежащие к одним и тем же видам, часто настолько сильно отличались друг от друга, что их можно было принять за разные виды.

Многие сторонники учения о постоянстве и неизменяемости видов считали, что каждая порода, каждый сорт произошли от отдельного дикого предка. Дарвин обстоятельно изучил происхождение разных пород домашних животных и пришел к заключению, что человек сам создал все их многообразие, как и многообразие сортов культурных растений, изменяя в разных направлениях один или несколько родоначальных диких видов. Особенно подробно Дарвин исследовал происхождение пород домашнего голубя.

Несмотря на большие различия, породы домашних голубей имеют очень важные общие признаки. Все домашние голуби – общественные птицы, гнездятся на зданиях, а не на деревьях, как дикие. Голуби разных пород легко скрещиваются и дают плодовитое потомство. При скрещивании особей, принадлежащих к разным породам, Дарвин получил потомство, по окраске удивительно сходное с диким сизым (скалистым) голубем. Ученый сделал вывод, что все породы домашних голубей произошли от одного вида – дикого сизого (скалистого) голубя, обитающего на крутых утесах Средиземноморского побережья и севернее, до Англии и Норвегии. Обыкновенный сизый голубь похож на него окраской оперения.

Точным исследованием анатомических и физиологических признаков Ч.Дарвин установил, что все породы домашних кур произошли от банкивской курицы – дикого вида, обитающего в Индии, на Мадагаскаре и Зондских островах; породы крупного рогатого скота – от дикого тура, истребленного в XVII в.; породы свиней – от дикого кабана. Сорта огородной капусты произошли от дикой капусты, еще и теперь встречающейся по западным берегам Европы.

Достаточно ли только наследственной изменчивости для объяснения поразительного многообразия пород домашних животных и сортов культурных растений и их соответствия той цели, с которой их разводят? Ч.Дарвин в работе «Изменения животных и растений под влиянием одомашнивания» дал научное обоснование процессам формообразования в сельском хозяйстве.

Дарвин обратился к сельскохозяйственной литературе, к отчетам выставок, старым каталогам и прейскурантам, изучил практику коннозаводчиков, голубеводов, садоводов и установил, что постоянно появлялись новые породы и сорта, которые были более совершенными и разнообразными по своим признакам по сравнению с ранее существовавшими. В отдельных случаях новые признаки у домашних животных и культурных растений возникали случайно, внезапно; человек не накапливал их путем направленного отбора. Так появились коротконогая овца, цельнолистная земляника. Они заинтересовали человека своей необычностью, и он закрепил эти признаки в породе, сорте. Но, как правило, человек активно участвовал в длительном процессе создания нужных ему признаков и свойств пород и сортов.

Приложение 5

Доклад

Тема: «Современные проблемы клонирования. Их этическая сущность»

Введение

2. Клонирование животных

Заключение

Список литературы

Введение

XX век стал веком величайших открытий во всех областях естествознания, веком научно-технической революции, которая изменила и облик Земли, и облик ее обитателей. Возможно, одной из основных отраслей знания, которые будут определять облик нашего мира в следующем веке, является генетика.

С этой сравнительно молодой наукой всегда было связано немало споров и противоречий, но последние достижения генетики и генной инженерии, которая вполне может считаться самостоятельной дисциплиной, в таких областях, как исследование генома человека и клонирование, хотя и открыли широкие перспективы развития биотехнологий и лечения различных заболеваний, сделали возможным изменение самой сущности человека, породив тем самым множество вопросов этического, даже, скорее, философского, характера.

Имеет ли человек право изменять то, что создано природой? Имеет ли право исправлять ее ошибки и, если да, то где та грань, которую нельзя переступать? Не обернутся ли научные знания катастрофой для всего человечества, как это случилось, когда была открыта энергия атома, уничтожившая Хиросиму, Нагасаки и Чернобыль?

1. Понятие и сущность клонирования

Одним из ярких примеров достижений ученых, с проблемностью которых человечеству ещё не раз придется столкнуться является клонирование.

Клонирование – это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

Клонирование обычно определяется, как производство клеток или организмов с теми же нуклеарными геномами, что и у другой клетки или организма. Соответственно, путём клонирования можно создать любой живой организм или его часть, идентичный уже существующему или существовавшему, если сохранилась информация о его нуклеарных геномах.

Ещё несколько десятилетий назад клонирование являлось скорее предметом обсуждения писателей-фантастов, нежели научных дискуссий или общественно-политических дебатов. Стремительное развитие генной инженерии и просто таки расцвет биотехнологий в 1990-е годы создали все условия к практической возможности клонирования живых существ. Научно-технический прогресс, как часто это бывает, воплотил всё в реальность.

2. Клонирование животных

Пожалуй, одним из наиболее ярких достижений генетики за последнее время является эксперимент по клонированию овцы, успешно завершенный 23 февраля 1997 года учеными Рослинского университета в Шотландии под руководством Яна Вилмута. Для того, чтобы понять, почему публикация результатов эксперимента вызвала такой сильный общественный резонанс (в печати появились сотни публикаций, посвященных работе шотландских генетиков, а овечка Долли, выращенная в ходе эксперимента в течение нескольких недель не сходила с телевизионных экранов) нужно разобраться в сути проделанных работ.

Итак, эксперимент проходил следующим образом. На первом этапе из вымени овцы была взята клетка молочной железы, причем активность ее генов была временно погашена. После этого клетка была помещена в ооцит - эмбриональное окружение, для того чтобы генетическая ее программа перестроилась на развитие эмбриона. Одновременно с этим из готовой к оплодотворению клетки другой овцы было удалено ядро, после чего клетка несколько часов охлаждалась до температуры 5-10 градусов. На следующем этапе яйцеклетка, точнее оставшаяся от нее цитоплазма была внесена в электрическое поле, где под действием электрического тока разрушились клеточные мембраны, и цитоплазма яйцеклетки слилась с ядром, выделенным из клетки молочной железы. Оплодотворенная таким образом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы, которая и выносила знаменитую Долли, геном которой идентичен геному «матери», из клетки которой было взято ядро. Ян Вилмут и его сотрудники не сразу добились успеха – шесть ягнят-клонов стали жертвой научных изысканий, так как обладали генетическими дефектами почек.

Сходные эксперименты по клонированию животных проводились и раньше: еще в 70-е годы профессору Гердону из Оксфордского университета удалось осуществить пересадку ядра и таким образом клонировать лягушек, в 1995 году были клонированы крысы, проводились эксперименты с другими млекопитающими с тем лишь отличием, что вместо клеток молочной железы использовались клетки эмбриона. Колин Стюарт, известный генетик, работающий в Лаборатории исследования раковых заболеваний в Мэриленде, США, считает, что успех Вилмута во многом обусловлен тем, что ему удалось решить проблему отторжения ядра донорской клеткой, создав для ядра подходящую питательную оболочку.

После публикации работы Вилмута, выяснилось, что еще несколько крупных научных центров были близки к успеху шотландских генетиков. Были рассекречены исследования ученых Орегонского центра изучения приматов: по словам американцев, им удалось создать точные генетические копии человекообразных обезьян, правда, с использованием клеток зародыша. Выяснилось, что с 1993 году китайские генетики проводят работы по клонированию быков, российским ученым удалось клонировать каспийского осетра, а австрийцы заявили о том, что также располагают технологией генетического тиражирования. Успех клонирования млекопитающих не оставляет сомнений в том, что преодоление технических трудностей, связанных с клонированием человека, – лишь дело времени.

Итак, какие клоны создали?

В Германии в прошлом и этом годах появилось целое стадо так называемых химизиновых коров и овец. В их клетки был добавлен ген, отвечающий за наличие белка химизина в молоке. Из такого продукта сразу делают сыр, минуя дорогой этап переработки. Кроме того, «ксерокопирование» лучших экземпляров из стада позволит создать своего рода банк самых ценных пород.

Сотни попыток создать клон обезьяны провалились. Судя по всему, у приматов при делении клонированных клеток ДНК не передается новым клеткам должным образом. Некоторые клетки в итоге получают либо слишком много, либо слишком мало ДНК и оказываются нежизнеспособными. Ученые пологают, что попытки клонировать приматов, в том числе и человека, похоже, пока обречены на провал.

кошка Ники

жеребенок

14 поросят

Южная Корея

афганская борзая Снаппи

Южная Корея

волчицы исчезающего вида

3. Проблемы клонирования человека

Возможность клонирования человека общественным мнением воспринимается неоднозначно, существуют обоснованные мнения «за» и «против». Примечательно, что вновь столкнулись позиции научных кругов и духовенства, выражающих полярные точки зрения в этом вопросе. При этом большинство ученных достаточно сдержанно относятся к возможности клонирования человека, значительно количество и противников этого среди них. Религиозные деятели в подавляющем большинстве категорически против проведения экспериментов такого рода, хотя представители некоторых экстравагантных культов поддерживают идею клонирования людей.

Проблема клонирования человека – проблема этическая в первую очередь. Человек вторгается в сферу бытия, за которую не ответственен в силу своей природы, что влечет непредсказуемость последствий таких шагов. Не случайно, представители основных религиозных течений в современном мире – христиане, иудеи и мусульмане, проявляют редкое единодушие в резко отрицательном отношении к клонированию человека. Божественным образом или естественно происходит человек, но он ни в коем случае не должен стать продукцией производства в прямом значении этого выражения.

В зависимости от целей производства клона различают клонирование, направленное на воспроизводство человеческого существа, как способа размножения (репродуктивное клонирование ) и клонирование для медицинских целей (терапевтическое клонирование ), например, в целях регенерации органов того же человека или производства медицинских препаратов. Вторая разновидность клонирования не направлена на полноценное воссоздание существа и методологически протекает без использования матки-донора.

Главенствующим направлением в сфере терапевтического клонирования являются исследования в области выращивания т.н. стволовых клеток, которые представляют собой своего рода строительный материал организма, они появляются на 4–5 день его развития.

По мнению многих, исследования в области стволовых клеток и является тем самым экстраординарным случаем, когда клонирование человека может быть разрешено, т.к. они могут помочь сохранить жизнь сотням и тысячам естественнорожденных. Однако, как правило, законодатель игнорирует это мнение и чаще всего использует только один регулятор для упорядочения этих отношений – запрет.

Мнения ученых по вопросу разрешения клонирования человека разделились. Сам Ян Вилмут считает, что клонирование человека абсолютно недопустимо, его французский коллега Жан-Француа Маттеи убежден в необходимости того, «чтобы ООН выработала специальные международные обязательные нормы по биоэтике, учитывающие последние достижения науки, вплоть до внесения дополнений в Декларацию прав человека». Саймон Фишел, научный директор клиники в Ноттингеме, напротив, считает, что «во многих отношениях клонирование может привести к огромным преимуществам». С этой идеей согласен, например, и российский академик Струнников, который изложил свою точку зрения в интервью газете «Известия».

Реакция церкви на новое открытие была однозначной. Так Мартин Робра, секретарь Всемирного церковного Совета, заявил о необходимости введения моратория на генетические исследования. С резким осуждением экспериментов по клонированию выступил глава римско-католической церкви Иоанн Павел II.

Газета «Оссерваторе романо», официальный печатный орган Святого Престола писала: «В научных исследованиях и экспериментах существуют границы, которые нельзя переступать не только по этическим соображениям, но и по причине, вытекающей из самого характера природы. Время от времени церковь уточняет эти границы, осуждая утилитарный подход к ним и отвергая все то, что, даже будучи технически возможным, не может быть оправдано с моральной точки зрения».

Какой бы точки зрения не придерживались власти, ясно одно – вопрос о клонировании человека нуждается в правовом регулировании. Реакция политиков не заставила долго ждать. Билл Клинтон, например, заявил: «Это замечательное открытие (клонирование) поднимает множество важных вопросов. Оно может принести пользу в сферах науки и сельского хозяйства, однако чревато серьезными этическими проблемами».

А уже через короткое время на основании рекомендаций Национальной консультативной комиссии по вопросам биологической этики Клинтон направил в конгресс законопроект, запрещающий клонирование людей, как в государственных, так и в частных институтах. Дело в том, что по американским законам правительство может регулировать деятельность лишь тех учреждений, которые финансируются из государственного бюджета, поэтому в США вопрос о коммерческом использовании достижений науки, который обсуждался в предыдущей главе, стоит довольно остро.

В Европе уже есть законодательная основа для запрещения клонирования человека – недавно Совет Европы одобрил Конвенцию по правам человека и биомедицине, в которую нужно будет внести лишь некоторые дополнения. Этот документ, налагающий строгие ограничения на возможные злоупотребления достижениями медицинской и биологической науки, в апреле 1997 года был открыт к подписанию 40 странами – членами Совета Европы. В Великобритании принятый в 1990 году закон «Об оплодотворении и эмбриологии» запрещает клонирование человека с использованием клеток эмбриона, однако, по мнению Шейлы Маклин, профессора права и медицинской этики университета Глазго, «эта технология не использует эмбрион, она использует взрослых особей».

4. Возможные последствия клонирования человека

Споры по поводу запрещения клонирования чуть было не привели к свертыванию проекта Вилмута, но ученым удалось отстоять результаты своей работы и продолжить исследования.

Действительно ли стоит бояться последствий клонирования человека? Каковы возможности применения новой технологии на практике? Газеты всего мира трубят о тиражировании гениев, которые откроют человечеству новые горизонты, или, наоборот, маньяков и террористов, которые, создав двойника, станут неуловимыми. Эти предположения абсолютно беспочвенны, так как влияние воспитания и социальной среды на формирование личности журналистами не учитывается. Многих пугает возможность выращивания клонов ради получения органов, идентичных органам донора. Такую перспективу исключать нельзя, но уже сейчас проводятся куда более человечные эксперименты по выращиванию млекопитающих, органы которых в дальнейшем можно будет пересаживать человеку.

Так технология трансплантации ядра увеличит шансы на успех при пересадке человеку свиного сердца. Велико значение новых методов для сельского хозяйства. Доктор Рон Джеймс, научный сотрудник фирмы «ПЛ Терапевтикс», которая приобрела права на результаты работы Вилмута, считает вполне реальным клонирование элитных пород крупного рогатого скота и других сельскохозяйственных животных.

Клонирование может быть применено и для спасения животных, занесенных в Красную книгу, и восстановления лесов, так необходимых для сохранения баланса в атмосфере. Новая технология пересадки ядра упростит создание трансгенных растений и животных, то есть организмов, в геном которых внесен какой либо посторонний ген, обуславливающий те или иные свойства, например холодостойкость и большую продуктивность, или выработку определенных веществ, в частности редких лекарств. Опыт создания трансгенных организмов имеется и у иностранных и у наших российских ученых.

Одной из последних успешных работ ученых РАСХН в этой области было выведение трансгенной овцы, которая в процессе жизнедеятельности вырабатывает химозин – сычужный фермент, сбраживающий молоко. Фермент этот необходим для производства сыра, и теперь одна единственная овца обеспечивает редким веществом практически всю сырную промышленность России.

По мнению некоторых авторов, клонирование – идеальное средство для получения доноровских органов. Это одно из самых несуразных из всех заявлений насчет клонирования. Человеческий клон – это человеческое существо. В свободном обществе вы не можете заставить другое человеческое существо дать вам один из своих внутренних органов. Также вы ни коим образом не можете убить другого человека, чтобы получить один из его органов. Уже существующие законы препятствуют таким злоупотреблениям.

Необходимо заметить, что если ваш клон-близнец получил травму в несчастном случае, вас могут попросить отдать одну из ваших почек, чтобы сохранить жизнь клону! Если донор органа – еще ребенок, общество может пожелать вмешаться и объявить, что это запрещено. В действительности удаление какого-либо органа ребенка, будь то клона или нет, для трансплантации другому человеку – очень спорная практика, которая должна строго регулироваться. Многие законные будущие приложения технологии клонирования оказываются в сферах трансплантации органов, пересадки кожи для жертв пожаров и т.п. В этих случаях не требовалось бы клонирование целого человека, а только применение той же технологии переноса ядра клетки для выращивания новых тканей или органов для медицинских целей.

Большинство ученых сходятся на том, что попытки создать клон человека опасны и сомнительны с моральной точки зрения. Многие клоны животных появлялись на свет с теми или иными отклонениями. Здоровыми они рождались редко. Исследователи университета Питтсбургской школы медицины попытались клонировать макаку-резус с помощью технологии, использовавшейся при создании клона знаменитой овцы Долли. После сотен попыток им так ни разу не удалось добиться беременности у носителя клона. Другим группам ученым также не удалось клонировать обезьян. Судя по всему, у приматов при делении клонированных клеток ДНК не передается новым клеткам должным образом. Некоторые клетки в итоге получают либо слишком много, либо слишком мало ДНК, и оказываются нежизнеспособными. Ученые полагают, что попытки клонировать других приматов, в том числе и человека, похоже, обречены на провал. Клонированию успешно подвергаются некоторые животные, например мыши и овцы, однако появляются все более явные признаки того, что не все виды можно воспроизвести искусственным путем.

Стоит рассмотреть и влияние новых открытий генетики на общественное мнение в целом. Весьма интересна точка зрения, которой придерживается Аксель Кан, директор Лаборатории исследований в области генетики и молекулярной патологии при Парижском институте молекулярной генетики. В своей статье, посвященной возможности клонирования человека, он в первую очередь рассматривает социальные последствия экспериментов в этой области. Он считает, что если раньше было возможным лечение наследственных болезней путем замены генов, то новые технологии, применяемые для клонирования, открывают куда более широкие перспективы. Кан отмечает, что в современном обществе все больше людей хочет иметь гарантию того, что все их наследственные признаки в точности будут переданы следующему поколению.

Возможно, что это связано со все большей глобализацией культуры и потерей отдельными странами и культурами своей самобытности. Между тем проблема, связанная с неспособностью иметь детей вследствие заболеваний, определенного стиля жизни или иных причин, в развитых обществах приобретает все большее значение. Именно поэтому технология искусственного оплодотворения ICSI (intracytoplasmic sperm injection), позволяющая парам, не способным к воспроизводству, иметь детей, получила в обществе широкую поддержку.

Что же касается технологий, применяемых при клонировании, то они дают возможность обходиться генофондом только одного из родителей, что делает вполне реальным рождение детей даже в гомосексуальных браках. Из этого следует, что при определенных условиях общественное мнение может склониться в пользу разрешения клонирования человека. На сегодняшний день, в соответствии с опросом общественного мнения, проведенным телекомпанией ABC (ЭйБиСи), 53 процента американцев поддерживают идею продолжения экспериментов по клонированию животных, при этом 90 процентов категорически отвергают возможность клонирования человека.

Как будут развиваться события дальше, какие еще сюрпризы преподнесет нам генетика, сказать сложно, но то, что эта наука может сильно повлиять на ход мировой истории, не вызывает сомнений.

Заключение

Хотя и очень медленно, запрет клонирования человека получает всё большее распространение в различных странах мира и на международном уровне. Сегодня этой проблемой обеспокоены почему-то только развитые страны, хотя проблема клонирования – проблема не только развитого мира. Клон человека – это не атомная бомба, лаборатории, в которых он может быть произведён, мобильны, а информация об этом относительно открыта. Клонирование человека может быть осуществлено при соответствующем техническом обеспечении в любой из развивающихся стран. Но, как правило, правовое регулирование этой сферы в развивающихся странах отсутствует.

Конечно же, оптимально было бы ввести запрет клонирования на основе универсального международного договора, и с предложением об этом в Объединённые Нации уже обратились правительства Германии и Франции, но пока никакого универсального акта в этой сфере не существует.

Наиболее распространён запрет клонирования в Европе. Он обеспечивается на региональном уровне в международном праве, в праве Европейского Союза и на уровне национального законодательства отдельных государств.

Большинство ученых сходятся на том, что попытки создать клон человека опасны и сомнительны с моральной точки зрения

Список литературы

1. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, Биология, Москва, «Мир», 1993 г.

2. Ф. Киберштерн, Гены и генетика, Москва, «Параграф», 1995 г.

3. Стивен Вир «Клонирование человека аргументы в защиту» //Русская газета

4.Кузина С., Черкасов И: «Клонирование человека: Происки дьявола или победа науки» // Комсомольская правда, 2007 г.

5. Кутковец Т.И., Юдин Б.Г. Уроки незаконченной дискуссии // Человек. 1998

6. Баев А.А. «Геном человека»: некоторые этико-правовые проблемы настоящего и будущего//Человек, 1995, №2

7. Дубинин Н.П. Генетика вчера, сегодня, завтра. М., «Советская Россия», 1981

Приложение 6

Тестовая проверка знаний

1. Наука о создании новых и улучшении существующих сортов, пород и штаммов называется:

A. цитологией Б.селекцией

B. экологией Г. микробиологией

2. Искусственно созданная человеком популяция растительных организмов с определенными ценными хозяйственными признаками называется:

A. видом Б. штаммом

B. популяцией Г. сортом

3. Теоретической основой методов селекции, направленных на изменение наследственных свойств сортов и пород, является наука:

A. биотехнология Б. цитология

B. генетика Г. эмбриология

4. Группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, имеющих ценный исходный материал для селекции, называется:

A. чистой линией Б. филогенетическими рядами

B. культурой тканей Г. полиэмбрионией

5. Гибридизация, помогающая перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние, называется:

A. аутбридингом Б. близкородственной

B. неродственной Г. полиплоидией

6. Отдаленная гибридизация может обеспечивать возникновение биологических форм, представляющих большую хозяйственную ценность, благодаря:

A. инбридингу Б.отбору

B. мутагенезу Г. гетерозису

7. Использование для гибридизации протопластов относится к:

A. генетическому Б. клеточной инженерии клонированию

B. генной инженерии Г. искусственному мутагенезу

8. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости организмов сформулировал:

A. В.И. Вернадский Б. Б.Л. Астрауров

B. Н.И. Вавилов Г. И.В. Мичурин

Подготовка к ЗНО. Биология.
Конспект 42. Селекция. Биотехнология, клеточная и генная инженерия

Селекция – наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.
Породы , сорта , штаммы – искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Селекция растений

Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым:

1. Южноазиатский тропический

2. Восточноазиатский

3. Юго-Западноазиатский

4. Средиземноморский

5. Абиссинский

6. Центральноамериканский

7. Южноамериканский.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор .
Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь , кукуруза , подсолнечник ). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом.
Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох ). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией.

Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыленной особи.
Инбридинг (инцухт) – близкородственное скрещивание. Имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. В результате многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.
Гетерозис («гибридная сила») – явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает.
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.
Метод получения полиплоидов . Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена.
Автополиплоиды – виды, у которых кратно умножен один и тот же геном.
Отдаленная гибридизация – скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.
Аллополиплоиды – виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение.

Селекция животных

Особенности селекции животных
1. Для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой.
2. Смена поколений происходит через несколько лет.
3. Немногочисленное потомство.
Основными методами селекции животных являются гибридизация и отбор . Различают те же методы скрещивания – близкородственное скрещивание, инбридинг , и неродственное, аутбридинг . Инбридинг, как и у растений, приводит к депрессии. Отбор у животных проводится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы.
Внутрипородное разведение направлено на сохранение и улучшение породы. Практически выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы.

Межпородное скрещивание используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание – родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, что помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами, затем – скрещивание разных линий.
Искусственное осеменение используют для получения потомства от лучших самцов производителей, тем более что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время.
Гормональная суперовуляция и трансплантация эмбрионов позволяют у выдающихся коров забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их другим коровам; эмбрионы так же хранятся при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.

Центры происхождения домашних животных

Селекция микроорганизмов. Биотехнология

Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов .
Особенности селекции микроорганизмов
1. Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении.
2. Хотя вероятность естественного возникновения мутации у микроорганизмов такая же, как и у всех других организмов (1 мутация на 1 млн. особей по каждому гену), очень высокая интенсивность размножения дает возможность найти полезную мутацию по интересующему исследователя гену.
Биотехнология – использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объект: бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Их выращивают на питательных средах в специальных биореакторах.
Генная инженерия – совокупность методик, позволяющих выделять нужный ген из генома одного организма и вводить его в геном другого организма.
Хромосомная инженерия – совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами.
Метод гаплоидов основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом.
Клеточная инженерия – конструирование клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции.
Клетки растений и животных, помещенные в питательные среды, содержащие все необходимые для жизнедеятельности вещества, способны делиться, образуя клеточные культуры .
В биотехнологии для получения моноклональных антител используются гибридомы – гибрид лимфоцитов с раковыми клетками, которые нарабатывают антитела, как лимфоциты, и обладают возможностью неограниченного размножения в культуре, как раковые клетки.
Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получить генетическую копию животного, то есть делает возможным клонирование животных.

ГОБУ СПО ВО «Воронежский техникум строительных технологий»

План-конспект учебного занятия по дисциплине «Биология» для студентов 1 курса

Тема: «Основные методы селекции. Учение Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений».

Разработала: преподаватель дисциплины «Биология»

Дата проведения: « » ________________ 20___ г.

Цели: Сформировать знания учащихся о селекции как науке, определить цели и задачи науки селекции и познакомить учащихся с центрами происхождения культурных растений, научить находить их по географической карте; сформировать уважительное отношение к труду ученых селекционеров на примере , представление об основных методах селекционной работы с растениями, животными и микроорганизмами и их использовании в с/х практике; дать учащимся новые понятия о гетерозисе, инбридной депрессии, инбридинге, особенностях отдаленной гибридизации; отрабатывать умения применять знания закономерностей наследственности и изменчивости для обоснования методов селекции, сравнения сортов, пород, форм отбора и формулирования выводов; показать учащимся достижения отечественной селекции и дельнейшие перспективы развития этой области науки и практики; продолжить формирование умений анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать, отработать умение учащихся работать с текстом учебника, гербарием.

Тип урока: Изучение нового материала.

Методическое обеспечение урока:

А) Учебные пособия: учебник «Общая биология» 10-11 класс; раздаточный материал – муляжи и картинки, иллюстрирующие многообразие сортов культурных растений и пород домашних животных; материал для выполнения исследовательской работы по центрам происхождения культурных растений; атласы.

Б) Средства контроля: опрос; выполнение исследовательской работы для закрепления материала по центрам происхождения культурных растений.

Основные понятия урока:

Селекция, сорт, порода, штамм, одомашнивание (доместикация), отбор (искусственный, естественный, индивидуальный, массовый), гибридизация, инбридинг, аутбридинг, мутагенез, полиплоидия, гетерозис (гибридная мощь), экстерьер, инбредная депрессия, биотехнология.

Ход урока:

Оргмомент Изучение новой темы.

Ребята, давайте с вами ответим на вопросы?

Что такое селекция? Для чего селекции необходимо знание законов наследственности и изменчивости? Почему селекцию можно назвать эволюцией, направляемой желаниями и трудом человека? Каковы основные направления ?

В ходе краткой беседы обнаруживается дефицит знаний по заданной теме. На основе этого формулируется тема и задачи занятия.

Селекция – наука об улучшении уже существующих и о выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Название этой науки происходит от лат. слова «selectio» - отбор.

Как род практической деятельности человека селекция возникла на заре человеческой культуры. Однако селекция стала наукой сравнительно недавно. Теория селекции стала успешно развиваться благодаря эволюционной теории Ч. Дарвина о творческой роли отбора, а затем на основе генетики.

Итогом селекционных работ являются сорт растений, порода животных, штамм микроорганизмов.

(преподаватель показывает муляжи гибридов культурных растений, породы собак, кошек)

Сорт растений или порода животных – это совокупность особей одного вида, созданная в результате селекции и обладающая определенными, передающимися по наследству, биологическими, хозяйственными признаками и свойствами.

Штамм – совокупность микроорганизмов.

Целенаправленной селекционной работе предшествовал период одомашнивания животных и окультуривания растений. Первые попытки одомашнивания были предприняты людьми еще 10–12 тыс. лет назад, а возможно, и ранее, когда древними охотниками были уничтожены крупные млекопитающие (основные объекты промысла), и охота перестала обеспечивать людей продуктами питания в достаточной степени. Домашний кролик был одомашнен лишь в Средневековье, сахарная свекла в XIX в., мята – в XX в.

Как наука селекция окончательно оформилась благодаря трудам Ч. Дарвина. Он проанализировал огромный материал по одомашниванию животных и введению в культуру растений и на этой основе создал учение об искусственном отборе. В настоящее время селекция является важнейшим родом практической деятельности человека, итогом которой стали все имеющиеся сегодня сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы полезных микроорганизмов.

Научной основой современной селекции выступает генетика, в частности такие ее разделы, как теории гена и мутаций, молекулярные основы наследственности, учение о роли среды в фенотипическом проявлении генетической информации, теория отдаленной гибридизации, экологическая генетика и др.

Задачи современной селекции:

– повышение урожайности и продуктивности уже существующих сортов и пород;
– выведение новых сортов и пород;
– улучшение качества продукции;
– повышение устойчивости сортов и пород к заболеваниям;
– повышение экологической пластичности сортов и пород;
– выведение сортов и пород, пригодных для механизированного или промышленного выращивания и разведения и др.

Основные методы селекции: (заполнение таблицы)

Методы селекции	Селекция животных	Селекция растений
Подбор родительских пар:	По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков)	По месту их происхождения (географически удаленных или генетически отдаленных)
Гибридизация: А) неродственная (аутбридинг) Б) близкородственная (инбридинг)	Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство. – у отдаленных гибридов обычно невозможен нормальный ход созревания половых клеток; – хромосомы обоих родительских видов растений настолько несхожи между собой, что они оказываются неспособными конъюгировать, в результате чего не происходит нормальной редукции их числа, нарушается процесс мейоза.	Внутривидовое, межвидовое, межродовое скрещивание, ведущее к гетерозису, для получения гетерозиготных популяций, а также высокой продуктивности.
Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками.	Самоопыление у перекрестноопыляющихся растений путем искусственного воздействия для получения гомозиготных (чистых) линий.
+ инбридинга: повышается гомозиготность особей (для быстрого выявления нужного признака) Быстро выявляет дефекты, которые можно устранить из Аа организмов. Стабилизирует генетический материал и генетические задатки организма. Дает возможность точнее прогнозировать потомство. - инбридинга: 1) малейшая ошибка повышает гомозиготность особи. 2) продолжительный инбридинг ослабляет физические характеристики и экстерьер, понижает жизнеспособность, приводит к неблагоприятному эффекту, снижению жизнеспособности организмов, получившему название инбредная депрессия. 3) не обогащает генотип популяции.
Отбор: А) массовый Б) индивидуальный	Не применяется.	Применяется в отношении перекрестноопыляющихся растений.
Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру.	Применяется в отношении самоопыляющихся растений, выделяются чистые линии – потомство одной самоопыляющейся особи.
Метод испытания производителей по потомству	Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству.	Не применяется.
Экспериментальное получение полиплоидов	Не применяется.	Применяется в генетике и селекции для получения более продуктивных, урожайных форм.
Индуцированный мутагенез	Применяется с целью получения исходного материала.	Практически не применяется.

Отбор, производимый человеком на основе наследственной изменчивости с целью создания пород и сортов, называется искусственным. В зависимости от способа размножения вида, искусственный отбор может быть массовым или индивидуальным.

Массовый отбор проводится по внешним, фенотипическим, признакам в популяциях растений и животных.

Массовый отбор может быть эффективен, когда особи выделяются по качественным, просто наследуемым, признакам (белый или красный цветок, рогатое или безрогое животное и др.). Его обычно применяют для перекрестноопыляемых растений. Так, например, были получены новые сорта ржи, в частности сорт Вятка.

При индивидуальном отборе выбирают отдельную особь с интересующим человека признаком и получают от нее потомство.

Индивидуального отбора - точная оценка генотипа при анализе индивидуальных потомков. При отборе особей по количественным признакам, которые наследуются, как правило, очень сложно (количество зерен в колосе пшеницы, жирность молока коровы и др.), где нужна предельно точная оценка генотипа, наиболее эффективен индивидуальный отбор.

Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к созданию совершенно новых сортов и пород, т. е. никогда ранее не существовавших органических форм с признаками и свойствами, сформированными самим человеком. В этом заключается творческая роль искусственного отбора.

(учащиеся сравнивают виды отбора и заполняют таблицу)

Таблица 2. Сравнение искусственного и естественного отбора

Показатели	Естественный отбор	Искусственный отбор
Исходный материал для отбора		Индивидуальные признаки организма
Отбирающий фактор		Условия среды
Путь благоприятных изменений	Отбираются, становятся производительными	Остаются, накапливаются, передаются по наследству
Путь неблагоприятных изменений	Отбираются, бракуются, уничтожаются	Уничтожаются в борьбе за существование
Характер действия	Творческий – направленное накопление признаков на пользу человеку	Творческий – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящий к возникновению новых форм
Результат отбора	Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов	Новые виды
Формы отбора	Массовый, индивидуальный, бессознательный, методический	Движущий, стабилизирующий, дестабилизирующий, дизруптивный, половой

Явление гибридной силы и его генетические основы

Более высокая жизнеспособность, продуктивность гибридов первого поколения по сравнению со скрещиваемыми родительскими формами получила название гетерозис. Гетерозис может возникать при скрещивании пород у животных, сортов и чистых линий у растений.

Индуцированный мутагенез, полиплоидия и их использование в селекции растений

Индуцированный мутагенез основан на воздействии различных излучений и химических мутагенов на организм для получения мутаций. Мутагены позволяют получить широкий спектр разнообразных мутаций. Из 1 тыс. искусственно полученных мутаций 1–2 тыс. оказываются полезными. Но в этом случае необходим жесткий индивидуальный отбор мутантных форм и дальнейшая работа с ними.

Методы мутагенеза успешно применяют в селекции растений. Известный сорт яровой пшеницы Новосибирская 67 был получен в Институте и генетики СО РАН после обработки семян исходного материала сорта Новосибирская 7 рентгеновскими лучами. Этот сорт обладает короткой и прочной соломиной, что предохраняет растения от полегания в период уборки урожая.

В селекции растений находит широкое применение и метод получения полиплоидных форм. Полиплоидия является разновидностью геномной мутации и заключается в кратном по сравнению с гаплоидным увеличении набора хромосом. Полиплоидные формы можно получить, обрабатывая колхицином семена в период их прорастания.

Кратное увеличение числа хромосом сопровождается возрастанием массы семян и плодов, что ведет к повышению урожайности сельскохозяйственных растений.

К середине прошлого века возникла новая отрасль промышленности – микробиологическая, которая использует одноклеточные грибы, бактерии для производства сложных органических веществ. Микробиологическая промышленность является составной частью биотехнологии.

К биологическим особенностям микроорганизмов, учитываемым в селекции, следует отнести:

– высокую скорость размножения;
– большую частоту появления мутаций;
– неоднородность штамма и эффективность отбора.

«Воронежский техникум строительных технологий»

для организации исследовательской деятельности студентов по теме

дисциплины Биология

Руководители:

Подготовка исследовательской работы:

Деятельность преподавателя:

Преподаватель определяет:

тему исследовательской работы: «Происхождение центров культурных растений» цель исследовательской работы: выявить условия, необходимые для формирования крупного очага происхождения культурных растений, места их происхождения, а также отработать графические навыки нанесения на контурную карту центров происхождения культурных растений. срок подготовки работы: исследовательская работа рассчитана на работу в течение 1 недели. Срок предоставления результатов работы – февраль. рекомендует базовую литературу: Биология. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10-11 кл. общеобразовательных учреждений / , ; под ред. Акад. РАЕН, проф. . – 9-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2013. – 381, с.: ил. Андреева. 10-11 классы: учеб. для образоват. учреждений (базовый уровень) / . – 6-е изд., испр. – М.: Мнемозина, 2013. – 327 с.: ил. Сайт «Я иду на урок биологии» создан на основе материалов журнала «Биология» Издательского дома «Первое сентября» [Электронный ресурс]: «Первое сентября», 2002 – Режим доступа: http://bio.1september. ru/article. php? ID=200202410 – Загл. с экрана

оказывает консультативную помощь при формировании работы: формирует структуру исследовательской работы: Знакомство с центрами происхождения культурных растений и их многообразием по (Приложение 1). Работа с выданным преподавателем гербарным материалом, определение их центров происхождения и географического положения, заполнение таблицы 1 «Культурные растения». Нанесение центров происхождения культурных растений по на контурную карту (рис.1). Оформление контрольных вопросов, выводов по работе.

Деятельность студентов:

Подбирают и изучают литературу по теме, обрабатывают фактический материал, оформляют исследовательскую работу по выданному плану с развернутыми контрольными вопросами, выводами, сдают на контроль преподавателю в установленный срок. Порядок сдачи и защиты проектной работы:

Работа сдается на проверку преподавателю за 1 неделю до зачетного срока. При оценке работы преподаватель учитывает:

Соответствие содержания теме;

Правильность заполнения таблицы, оформление контурной карты с центрами происхождения культурных растений;

Связанность, логичность и полноту ответов на контрольные вопросы, грамотность оформления выводов по работе.

Общая оценка за исследовательскую работу выставляется с учетом оценок за работу, качество выполнения.

Приложение 1

Географические центры происхождения культурных растений

Учение об исходном материале является основой современной селекции. Исходный материал служит источником наследственной изменчивости – основы для искусственного отбора. установил, что на Земле существуют районы с особенно высоким уровнем генетического разнообразия культурных растений, и выделил основные центры происхождения культурных растений (первоначально выделил 8 центров, но затем сократил их число до 7).

Для возникновения крупного очага происхождения культурных растений считал необходимым условием, кроме богатства дикорастущей флоры видами, пригодными для возделывания, наличие древней земледельческой цивилизации.

Для каждого центра установлены характерные для него важнейшие сельскохозяйственные культуры.

1. Южноазиатский тропический центр (около 50%) – включает территории тропической Индии, Индокитая, Южного Китая и островов Юго-Восточной Азии. Не менее одной четверти населения земного шара до сих пор живет в тропической Азии. В прошлом относительная населенность этой территории была еще более значительной. Из этого центра ведет начало около одной трети возделываемых в настоящее время растений. Это родина таких растений, как рис, сахарный тростник, чай, лимон, апельсин, огурец, черный перец, банан, баклажан, а также большого количества тропических плодовых и овощных культур.

2. Восточноазиатский центр (20%) – включает умеренные и субтропические части Центрального и Восточного Китая, Корею, Японию и большую часть о. Тайвань. На этой территории живет примерно также около одной четверти населения Земли. Около 20% всей мировой культурной флоры ведет начало из Восточной Азии. Это родина таких растений, как соя, просо, овес, хурма, редька, персик, чай и многих других овощных и плодовых культур.

3. Юго-западноазиатский центр (14%) – включает территории внутренней нагорной Малой Азии (Анатолии), Ирана, Афганистана, Средней Азии и Северо-Западной Индии. Сюда же примыкает Кавказ. Родина мягких пшениц, ржи, овса, ячменя, гороха, чечевицы, льна, конопли, яблони, дыни, груши, сливы, миндаля, граната, инжира, лука, чеснока, моркови, репы, свеклы, дыни.

В исключительном видовом разнообразии здесь сосредоточены дикие родичи пшеницы, ржи и различных европейских плодовых. До сих пор здесь можно проследить для многих видов непрерывный ряд от культурных до диких форм, т. е. установить сохранившиеся связи диких форм с культурными.

4. Средиземноморский центр – включает страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот замечательный географический центр, характеризующийся в прошлом величайшими древнейшими цивилизациями, дал начало приблизительно около 11 % видов культурных растений. Среди них такие как твердые пшеницы, капуста, свекла, морковь, укроп, петрушка, лавр, малина, виноград, клевер, вика, лен, маслина, множество других овощных и кормовых культур.

5. Абиссинский центр. Общее число видов культурных растений, связанных по своему происхождению с Абиссинией, не превышает 4% мировой культурной флоры. Абиссиния характеризуется рядом эндемичных видов и даже родов культурных растений. Среди них такие, как кофейное дерево, кунжут, хлопчатник, финиковая пальма, масличная пальма, арбуз, хлебный злак тэфф, своеобразное масличное растение нуг, особый вид банана.

6. Центральноамериканский центр, охватывающий обширную территорию Северной Америки, включая Южную Мексику. В этом центре можно выделить три очага:

Из Центральноамериканского центра ведет начало около 8% различных возделываемых растений, таких, как кукуруза, подсолнечник, американские длинноволокнистые хлопчатники, какао (шоколадное дерево), табак, махорка, орех, ряд видов фасоли, тыквенных, многих плодовых (гвайява, аноны и авокадо).

7. Андийский центр (Южноамериканский), в пределах , приуроченный к Андийскому хребту. Это родина картофеля, томата, кукурузы, ячменя, арахиса, тыквы, ананаса, гевеи. Отсюда ведут начало хинное дерево и кокаиновый куст.

Как видно из перечня географических центров, начальное введение в культуру подавляющего числа возделываемых растений связано не только с флористическими областями, отличающимися богатой флорой, но и с древнейшими цивилизациями. Лишь сравнительно немногие растения введены в прошлом в культуру из дикой флоры вне перечисленных основных географических центров. Семь географических центров соответствуют древнейшим земледельческим культурам. Южноазиатский тропический центр связан с высокой и индокитайской культурой. Новейшие раскопки показали глубокую древность этой культуры, синхронной передне-азиатской. Восточноазиатский центр связан с древней китайской культурой, а Юго-западно-азиатский – с древней культурой Ирана, Малой Азии, Сирии, Палестины и Ассиро-Вавилонии. Средиземноморье за много тысячелетий до нашей эры сосредоточило этрусскую, эллинскую и египетскую культуры. Своеобразная абиссинская культура имеет глубокие корни, вероятно совпадающие по времени с древней египетской культурой. В пределах -американский центр связан с великой культурой майя, достигшей до Колумба огромных успехов в науке и искусстве. Андийский центр в Южной Америке сочетается в развитии с замечательной доинкской и инкской цивилизациями.

выделил группу вторичных культур, которые произошли от сорняков: рожь, овес и др. установил, что «важным моментом при оценке материала для селекции является наличие в нем разнообразия наследственных форм». различал следующие группы исходных сортов: местные сорта, иноземные и инорайонные сорта. При разработке теории интродукции (внедрения) инорайонных и иноземных сортов «необходимо отличать первичные очаги формообразования от вторичных». Например, в Испании обнаружено «исключительно большое число разновидностей и видов пшениц», однако это объясняется «привлечением сюда многих видов из разных очагов». придавал большое значение новым гибридным формам. Разнообразие генов и генотипов в исходном материале назвал генетическим потенциалом исходного материала.

Исследовательская работа

«Происхождение центров культурных растений»

студента(-тки) группы ________ ____________________________________

группа ФИО

Цель: выявить условия, необходимые для формирования крупного очага происхождения культурных растений, места их происхождения, а также отработать графические навыки нанесения на контурную карту центров происхождения культурных растений.

Оборудование: гербарий культурных растений, контурная карта мира, цветные карандаши, простой карандаш, ластик.

Ход исследования:

Задание №1. Культурные растения Таблица 1.

Задание №2. Центры происхождения культурных растений (по). Рис. 1

Условные обозначения: (названия центров)

I - ___________________________________________________________ V - ____________________________________________________________

II - ___________________________________________________________ VI - ___________________________________________________________

III - ___________________________________________________________ VII - ___________________________________________________________

IV - ___________________________________________________________

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какие условия необходимы для формирования крупного очага происхождения культурных растений?

2. Из исследований, проведенных, видно, что очагами происхождения многих культурных растений были не равнинные, а горные районы. Как вы можете объяснить этот факт?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Результаты исследования (вывод):

Проверила: ______________ / _________________________ / Оценка за работу: ______ /___________________/

роспись ФИО преподавателя оценка расшифровка

План учебного занятия №

Дата Предмет биология группа

Ф.И.О. преподавателя Матосова А.С.

Тема урока: Генетические основы селекции. Подбор и оценка первичных материалов для селекции..

Цели урока : 1. расширить знания о селекции как науке, познакомить с краткой историей селекции, углубить знания учащихся о культурных растениях и их происхождении,

Задачи:
Познавательная: сформировать знания о методах селекции растений, животных и микроорганизмов; углубить знания основ наследственности.

Развивающая: продолжить формирование умений анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать.
Воспитательная: сформировать уважительное отношение к труду ученых-селекционеров на примере научной деятельности Н.И Вавилова.

Тип и вид урока : комбинированный

Средства обучения : презентация, рисунок и таблица «Основные географические центры происхождения культурных растений», портрет Н.И.Вавилова

Методы и методические приёмы . Методы: словесный (рассказ учителя, доклады учащихся), наглядный (презентация, рисунок и таблица). Приемы: технические (использование мультимедийной презентации), логические (сравнение)

Ход урока:

1. Организационный момент: Проверить посещаемость учащихся.

2. Обобщение, систематизация и контроль знания и умений учащихся: Беседа.

1) Назовите отрасли практического применения генетики.

2) Перечислите основные задачи современной селекции.

3) Какую роль для селекции играет разнообразие исходного селекционного материала?

4) Дайте определение: что такое сорт?

3. Объяснения нового материала (усвоение новых знании). План:

План

1. Структура современной селекции

1. Структура современной селекции

Селекция (от лат. selectio , seligere – отбор) – это наука о методах создания высокопродуктивных сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Все домашние животные и культурные растения произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы называют – одомашниванием. Главным фактором служит искусственный отбор организмов, отвечающий требованиям человека. Первые попытки одомашнивания животных и растений предпринимались еще за 20-30 тыс. лет до н.э. Широкое одомашнивание начинается с 8-6 тыс. до н.э. Именно тогда человек вовлек в культуру подавляющее большинство животных и растений.

В результате многочисленных экспедиции, организованных Н.И.Вавиловым в самые отдаленные уголки планеты, была собрана уникальная, самая крупная в мире коллекция разнообразных культурных растений. Предком домашней собаки был волк. Родоначальником крупного рогатого скота был бык – тур, домашней овцы – муфлоны, лошадь – тарпана, свиньи- дикий кабан, домашняя кошка – дикая кошка, домашняя курица – красная курица джунгли.

Задачи современной селекции

Создание новых и совершенствование старых сортов, пород и штаммов с хозяйственно-полезными признаками.

Создание технологичных высокопродуктивных биологических систем, максимально использующих сырьевые и энергетические ресурсы планеты.

Повышение продуктивности пород, сортов и штаммов с единицы площади за единицу времени.

Повышение потребительских качеств продукции.

Уменьшение доли побочных продуктов и их комплексная переработка.

Уменьшение доли потерь от вредителей и болезней.

Структура современной селекции

Учение о современной селекции было нашим выдающимся соотечественником – агрономом, ботаником, географом, путешественником, всемирно признанным авторитетом в области генетики, селекции, растениеводства, иммунитета растений, крупным организатором сельскохозяйственной и биологической науки – Николаем Ивановичем Вавиловым (1887–1943). Н.И. Вавилов выделил следующие разделы селекции:

1) учение об исходном сортовом, видовом и родовом потенциалах;

2) учение о наследственной изменчивости (закономерности в изменчивости, учение о мутациях);

3) учение о роли среды в выявлении сортовых признков (влияние отдельных факторов среды, учение о стадиях в развитии растений применительно к селекции);

4) теория гибридизации как в пределах близких форм, так и отдаленных видов;

5) теория селекционного процесса

6) учение об основных направлениях в селекционной работе, таких, как селекция на иммунитет, на физиологические свойства (холодостойкость, засухоустойчивость, фотопериодизм), селекция на технические качества, химический состав;

7) частная селекция растений, животных и микроорганизмов.

2. Учение Н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений

Учение об исходном материале является основой современной селекции. Исходный материал служит источником наследственной изменчивости – основы для искусственного отбора. Н.И. Вавилов установил, что на Земле существуют районы с особенно высоким уровнем генетического разнообразия культурных растений, и выделил основные центры происхождения культурных растений (первоначально Н.И. Вавилов выделил 8 центров, но затем сократил их число до 7). Для каждого центра установлены характерные для него важнейшие сельскохозяйственные культуры.

1. Тропический центр – включает территории тропической Индии, Индокитая, Южного Китая и островов Юго-Восточной Азии. Не менее одной четверти населения земного шара до сих пор живет в тропической Азии. В прошлом относительная населенность этой территории была еще более значительной. Из этого центра ведет начало около одной трети возделываемых в настоящее время растений. Это родина таких растений, как рис, сахарный тростник, чай, лимон, апельсин, банан, баклажан, а также большого количества тропических плодовых и овощных культур.

2. Восточноазиатский центр – включает умеренные и субтропические части Центрального и Восточного Китая, Корею, Японию и большую часть о. Тайвань. На этой территории живет примерно также около одной четверти населения Земли. Около 20% всей мировой культурной флоры ведет начало из Восточной Азии. Это родина таких растений, как соя, просо, хурма, многих других овощных и плодовых культур.

3. Юго-западноазиатский центр – включает территории внутренней нагорной Малой Азии (Анатолии), Ирана, Афганистана, Средней Азии и Северо-Западной Индии. Сюда же примыкает Кавказ, культурная флора которого, как показали исследования, генетически связана с Передней Азией. Родина мягких пшениц, ржи, овса, ячменя, гороха, дыни.

Этот центр может быть подразделен на следующие очаги:

а) Кавказский со множеством оригинальных видов пшеницы, ржи и плодовых. По пшенице и ржи, как выяснено сравнительными исследованиями, это наиболее важный мировой очаг их видового происхождения;

б) Переднеазиатский , включающий Малую Азию, Внутреннюю Сирию и Палестину, Трансиорданию, Иран, Северный Афганистан и Среднюю Азию вместе с Китайским Туркестаном;

в) Северо-западноиндийский , включающий помимо Пенджаба и примыкающих провинций Северной Индии и Кашмира также Белуджистан и Южный Афганистан.

Около 15% всей мировой культурной флоры ведет начало с этой территории. В исключительном видовом разнообразии здесь сосредоточены дикие родичи пшеницы, ржи и различных европейских плодовых. До сих пор здесь можно проследить для многих видов непрерывный ряд от культурных до диких форм, т. е. установить сохранившиеся связи диких форм с культурными.

4. Средиземноморский центр – включает страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот замечательный географический центр, характеризующийся в прошлом величайшими древнейшими цивилизациями, дал начало приблизительно около 10% видов культурных растений. Среди них такие, как твердые пшеницы, капуста, свекла, морковь, лен, виноград, маслина, множество других овощных и кормовых культур.

5. Абиссинский центр. Общее число видов культурных растений, связанных по своему происхождению с Абиссинией, не превышает 4% мировой культурной флоры. Абиссиния характеризуется рядом эндемичных видов и даже родов культурных растений. Среди них такие, как кофейное дерево, арбуз, хлебный злак тэфф(Eragrostis abyssinica ), своеобразное масличное растение нуг (Guizolia ahyssinica ), особый вид банана.

В пределах Нового Света установлена поразительно строгая локализация двух центров видообразования главнейших культурных растений.

6. Центральноамериканский центр , охватывающий обширную территорию Северной Америки, включая Южную Мексику. В этом центре можно выделить три очага:

а) Горный южномексиканский,

б) Центральноамериканский,

в) Вест-Индский островной.

Из Центральноамериканского центра ведет начало около 8% различных возделываемых растений, таких, как кукуруза, подсолнечник, американские длинноволокнистые хлопчатники, какао (шоколадное дерево), ряд видов фасоли, тыквенных, многих плодовых (гавайява, аноны и авокадо).

7. Андийский центр, в пределах Южной Америки, приуроченный к Андийскому хребту. Это родина картофеля, томата. Отсюда ведут начало хинное дерево и кокаиновый куст.

4. Самостоятельная работа учащихся
Дать ответы на вопросы.
1) Каков механизм искусственного отбора?
2) Что называют штаммами?
3) Как называется комплекс мероприятий, направленных на проверку соответствия свойств тех или иных пород или сортов условиям определенной природной зоны?
5) Почему сорта и породы нельзя назвать видами?

На контурной карте расположить все центры культурного происхождения культурных растений.

5.Подведение итогов урока: Фронтальный опрос по лекции.

6. Домашнее задание: Работа по конспекту.

Рейтинг:

Основные методы селекции: (заполнение таблицы)

Методы селекции

Селекция животных

Селекция растений

Подбор родительских пар:

По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков)

По месту их происхождения (географически удаленных или генетически отдаленных)

Гибридизация:

А) неродственная (аутбридинг)

Внутривидовое, межвидовое, межродовое скрещивание, ведущее к гетерозису, для получения гетерозиготных популяций, а также высокой продуктивности.

Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками.

Самоопыление у перекрестноопыляющихся растений путем искусственного воздействия для получения гомозиготных (чистых) линий.

+ инбридинга:

- инбридинга:

1) малейшая ошибка повышает гомозиготность особи.

3) не обогащает генотип популяции.

Отбор:

А) массовый

Не применяется.

Применяется в отношении перекрестноопыляющихся растений.

Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру.

Применяется в отношении самоопыляющихся растений, выделяются чистые линии – потомство одной самоопыляющейся особи.

Метод испытания производителей по потомству

Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству.

Не применяется.

Экспериментальное получение полиплоидов

Не применяется.

Применяется в генетике и селекции для получения более продуктивных, урожайных форм.

Индуцированный мутагенез

Применяется с целью получения исходного материала.

Практически не применяется.

Таблица 2. Сравнение искусственного и естественного отбора

Явление гибридной силы и его генетические основы

Индуцированный мутагенез, полиплоидия и их использование в селекции растений